Наждачная бумага , также известная как стеклянная бумага или абразивное покрытие , представляет собой тип материала, который состоит из листов бумаги или ткани с абразивным веществом, приклеенным к одной стороне. [1] В современном производстве этих продуктов песок и стекло были заменены другими абразивами, такими как оксид алюминия или карбид кремния. При описании бумаги обычно используют название абразива, например, «бумага из оксида алюминия» или «бумага из карбида кремния».
Существует множество разновидностей наждачной бумаги, различающихся бумагой или подложкой, материалом, используемым в качестве зернистости, размером зерна и связующим звеном.
Наждачная бумага выпускается с различной зернистостью и используется для удаления материала с поверхностей, чтобы сделать их более гладкими (например, при покраске и отделке дерева ), для удаления слоя материала (например, старой краски ) или иногда для сделать поверхность более шероховатой (например, в качестве подготовки к склеиванию ). Зернистость наждачной бумаги обычно указывается как число, обратно пропорциональное размеру частиц. Небольшое число, например 20 или 40, указывает на крупную зернистость, а большое число, например 1500, указывает на мелкую зернистость.
Первый зарегистрированный случай использования наждачной бумаги произошел в Китае в 13 веке , когда измельченные ракушки, семена и песок были прикреплены к пергаменту с помощью натуральной камеди . [2] [3]
Кожа акулы ( плакоидная чешуя ) также использовалась в качестве абразива, а грубая чешуя целаканта используется с той же целью туземцами Коморских островов . [4] Отваренный и высушенный хвощ полевой используется в Японии в качестве традиционного полирующего материала, более тонкого, чем наждачная бумага.
Стеклянная бумага была произведена в Лондоне в 1833 году Джоном Оки , чья компания разработала новые методы и процессы склеивания, обеспечивающие массовое производство. Стеклянная фритта имеет частицы с острыми краями и хорошо режет, тогда как зерна песка сглаживаются и не работают как абразив. Дешевую наждачную бумагу часто выдавали за стеклянную бумагу; Сталкер и Паркер предостерегали от этого в «Трактате о японии и лакировании» , опубликованном в 1688 году. [5]
В 1921 году компания 3M изобрела наждачную бумагу с зернистостью карбида кремния , водонепроницаемым клеем и основой, известную как «Влажная и сухая» . Это позволяло использовать воду, которая служила бы смазкой для удаления частиц, которые в противном случае забивали бы песок. Его первое применение было при покраске автомобилей. [6]
Помимо бумаги, основа для наждачной бумаги включает ткань ( хлопок , полиэстер , вискоза ), ПЭТ-пленку , «волокно» и резину. Тканевая основа используется для дисков и лент наждачной бумаги, а ПЭТ-пленка используется в качестве основы для очень мелкой зернистости. Фибра или вулканизированное волокно представляет собой прочный материал-основу, состоящий из множества слоев бумаги, пропитанной полимером. Вес подложки обычно обозначается буквой. Для бумажных основ весовые категории варьируются от «A» до «F», где A обозначает самый легкий, а F — самый тяжелый. Буквенная номенклатура соответствует другой системе для тканевых основ: вес основы имеет рейтинг J, X, Y, T и M, от самого легкого до самого тяжелого. Гибкая основа позволяет наждачной бумаге повторять неровные контуры заготовки; относительно негибкая основа оптимальна для обычных закругленных или плоских поверхностей. Основа наждачной бумаги может быть приклеена к бумаге или образовывать отдельную опорную конструкцию для перемещения наждачной бумаги, например, используемую в шлифовальных лентах и дисках. Более прочная бумага или основа облегчают шлифовку древесины. Чем тверже материал основы, тем быстрее происходит шлифование, тем быстрее изнашивается бумага и тем шероховатее шлифованная поверхность.
Система быстрой замены обычно используется с абразивами с дисковым покрытием. К одной из граней прикрепляется пластиковая или металлическая втулка, имеющая резьбу. Затем он соединяется непосредственно с шлифовальной /шлифовальной машиной или с оправкой, которую можно установить в шлифовальную, шлифовальную или дрелью . Преимущество состоит в том, что при необходимости диск можно быстро заменить. Размеры быстросменных дисков варьируются от 50 миллиметров (2,0 дюйма) до нулевого верхнего предела.
Обычными подложками являются бумага , ткань, вулканизированное волокно и пластиковые пленки, а размер зерна варьируется от очень крупного (~ 2 мм) до ультрамелкого ( субмикрометра ). Международный стандарт для абразивов с покрытием — ISO 6344 . Наждачная бумага и наждачная бумага представляют собой абразивы с покрытием для ручного использования, обычно неточные. Другие формы абразива с покрытием включают шлифовальные шнуры, подушечки, ленты и диски. Доступны варианты для использования вручную или в качестве компонентов электроинструментов, таких как шлифовальные машины , прямошлифовальные и ленточные шлифовальные машины .
К абразивным материалам относятся:
Наждачная бумага может быть « стеаратированной », когда в абразив добавлена сухая смазка. Стеаратная бумага полезна при шлифовании отделочных слоев и краски, поскольку стеаратное « мыло » предотвращает засорение и увеличивает срок службы наждачной бумаги.
Чем тверже зерно, тем легче шлифовать более твердые поверхности, такие как твердые породы древесины, такие как гикори , пекан или венге . Зернистый материал для полировки гранита должен быть тверже самого гранита.
Наждачная ткань — это тип абразивного покрытия, в котором наждак приклеен к тканевой основе. Используется для ручной металлообработки. Ее можно продавать в листах или узких рулонах, обычно шириной 25 или 50 мм, что часто называют «наждачной лентой». Тканевая основа делает наждачную бумагу более прочной на растяжение, чем бумага, но при этом позволяет удобно разрывать лист до нужного размера. Наждак (в значительной степени замененный улучшенными продуктами, такими как оксид алюминия и карбид кремния) используется для очистки сильно истертых и шероховатых поверхностей до гладкой и блестящей поверхности, особенно в часовом деле. [7] Чаще встречающаяся наждачная бумага имеет бумажную основу и обычно имеет более мелкую зернистость.
Наждак считался подходящим абразивом для слесарных работ и окончательной доводки стальных деталей до идеальной посадки. Его преимущество заключалось в том, что, в отличие от более твердых абразивов, не предполагалось, что следы абразива впоследствии останутся в полированных компонентах. Наждак также использовался для очистки как средство удаления ржавчины с полированных стальных деталей.
И наждачная бумага, и бумага по-прежнему продаются в хозяйственных магазинах и магазинах «Сделай сам» , но в значительной степени вытеснены более широким использованием машинного шлифования до прецизионного размера, что свело к минимуму или устранило необходимость ручной подгонки; широкая доступность ручных инструментов с электроприводом, в которых используются шлифовальные и шлифовальные приспособления, такие как лепестковые круги ; и переход на другие формы абразива, такие как оксид алюминия , алюминий-цирконий и карбид кремния .
Наждак рассчитан на среднюю зернистость, приклеен к основе. Распространенные размеры: от крупного до мелкого: 40, 46, 54, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 180, 220, 320, F и FF. Ткань с зернистостью 46 или 54 используется для грубой обработки, а ткань с зернистостью от 220 до 320 обеспечит хорошую полировку . [8]
Путем последовательного использования наждачной бумаги с более мелкими ячейками можно получить почти зеркальную поверхность. Вода или масло часто используются в качестве смазки и для удаления абразивного мусора и изношенного абразива с поверхности детали, предотвращая накопление мусора на наждачной бумаге. Бумага потеряет эффективность, если накопится слишком много мусора - состояние, известное как «засорение» или «загрузка».
Первоначально наждачную бумагу изготавливали из измельченного наждака, приклеиваемого к бумаге или проклеиваемого по размеру , часто с помощью животного клея для обеспечения водостойкости. [9] Сегодня вместо натуральных клеев используются синтетические клеи, а наждак часто заменяют карбидом кремния (SiC), карбид кремния немного тверже и более долговечен с меньшей склонностью к разрушению, чем корунд. Натуральная наждачная бумага сегодня используется редко, ее обычно заменяют бумагой из карбида кремния или чистого оксида алюминия.
Наждачная ткань имеет абразивы, прикрепленные к ткани, а не к бумаге. Ткань более устойчива к разрыву, гибка и дорога. Наждачные доски имеют применение, аналогичное наждачной бумаге или ткани. Он также находит применение в моделировании. При моделировании в масштабе 00 мелкие сорта наждачной бумаги могут иметь вид асфальтированной поверхности.
Ткань Crocus представляет собой абразивный лист, похожий на наждачную бумагу или наждачную бумагу, но покрытый слоем очень мелких рыхлых частиц оксида железа , а не связанными зернами абразива. Он предназначен для окончательной отделки металлов и драгоценных камней и доступен в различных классах (размерах частиц). Федеральная спецификация PC-458 подробно описала этот материал, хотя спецификация была отменена в 1989 году. [10]
Абразивная бумага и ткань с водонепроницаемой подложкой позволяют использовать смазку, обычно воду, которая может как обезглавить шероховатые поверхности при использовании в сухом виде, так и создать полуполированную сатиновую поверхность во влажном состоянии. Сверхтонкие сплавы могут создавать «ключевую» адгезионную поверхность, подходящую для окраски распылением в критически важных декоративных целях, таких как ремонт кузовов автомобилей [11] [12]
Для приклеивания абразива к бумаге используются различные клеи. Клей для шкур по-прежнему используется, но этот клей часто не выдерживает тепла, выделяющегося во время машинного шлифования, и не является водонепроницаемым. Водонепроницаемая наждачная бумага или влажная/сухая наждачная бумага используют смоляную связку и водонепроницаемую основу.
Наждачная бумага может быть как с закрытым , так и с открытым слоем . [13] Примерно от 90% до 95% поверхности покрыто абразивными зернами с закрытым слоем. Наждачная бумага с закрытым слоем хороша для ручного шлифования или работы с более твердыми материалами. Для сравнения: от 50% до 70% поверхности покрыто абразивными зернами наждачной бумаги с открытым слоем. Разделение частиц делает наждачную бумагу более гибкой, что предотвращает ее засорение. Однако неравномерность покрытия зернистостью ограничивает способность наждачной бумаги выполнять даже полировку. Наждачная бумага с открытым слоем лучше подходит для более мягких материалов.
Влажная и сухая наждачная бумага более эффективна при использовании мокрой, поскольку засорение уменьшается за счет смывания частиц с шлифовальной поверхности. [14]
Наждачная бумага бывает разных форм и размеров:
Размер зерна относится к размеру частиц абразивных материалов, внедренных в наждачную бумагу. Эти измерения определяются количеством абразивного материала, который может пройти через квадратный дюймовый фильтр. [15] Установлено несколько стандартов размера зерна. Эти стандарты устанавливают не только средний размер зерна, но и допустимое отклонение от среднего. Двумя наиболее распространенными являются CAMI США (Институт производителей абразивов с покрытием, ныне входящий в Объединенную ассоциацию производителей абразивов) и Европейская FEPA (Федерация европейских производителей абразивов) класса «P». Система FEPA аналогична стандарту ISO 6344 . Другие системы, используемые при изготовлении наждачной бумаги, включают японский комитет промышленных стандартов (JIS), микронный класс (обычно используемый для очень мелкой зернистости). В более дешевых наждачных бумагах иногда могут использоваться только описательные обозначения, такие как «грубая», «средняя» и «тонкая», без ссылки на какой-либо стандарт.
